ದ್ರವ ಒತ್ತಡ

ದ್ರವ ಒತ್ತಡದ ವಸ್ತು

ಭೌತಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ, ಒತ್ತಡವನ್ನು ಪ್ರತಿ ಯೂನಿಟ್ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಬಲ ಎಂದು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಬಲದ ದಿಕ್ಕು ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಲಂಬವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಗಣಿತದ ಪ್ರಕಾರ, ಒತ್ತಡವನ್ನು P = F/A ಎಂಬ ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇಲ್ಲಿ P = ಒತ್ತಡ, F = ಬಲ ಮತ್ತು A = ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ. ಬಲದ ಘಟಕ (F) ನ್ಯೂಟನ್ (N), ಪ್ರದೇಶದ ಘಟಕವು ಚದರ ಮೀಟರ್ (m ² ). ಒತ್ತಡವು ಪ್ರತಿ ಯೂನಿಟ್ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಬಲವಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಒತ್ತಡದ ಘಟಕವು N/m ^{2 ಆಗಿದೆ. N/m 2} ಗೆ ಮತ್ತೊಂದು ಹೆಸರು ಪ್ಯಾಸ್ಕಲ್ (Pa). ಬ್ಲೇಸ್ ಪ್ಯಾಸ್ಕಲ್ ಅವರ ಗೌರವಾರ್ಥವಾಗಿ ಪ್ಯಾಸ್ಕಲ್ ಅನ್ನು ಒತ್ತಡದ ಘಟಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಒಂದು ದ್ರವವು ನಿಶ್ಚಲ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿದ್ದಾಗ, ಅದು ಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿರುವ ಸಂಪೂರ್ಣ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಲಂಬವಾಗಿ ಬಲವನ್ನು ಬೀರುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಒಂದು ಗಾಜಿನಲ್ಲಿರುವ ನೀರನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ; ನೀರಿನ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಭಾಗವು ಗಾಜಿನ ಗೋಡೆಗೆ ಲಂಬವಾಗಿ ಬಲವನ್ನು ಬೀರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ನೀರಿನ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಭಾಗವು ಅದು ಆಕ್ರಮಿಸಿಕೊಂಡಿರುವ ಪಾತ್ರೆಯ ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಘಟಕ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಲಂಬವಾಗಿ ಬಲವನ್ನು ಬೀರುತ್ತದೆ. ಇದು ಸ್ಥಿರ ದ್ರವದ ಪ್ರಮುಖ ಗುಣವಾಗಿದೆ, ನಿಶ್ಚಲ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ದ್ರವ. ಒಂದು ದ್ರವವು ಬಲವು ಲಂಬವಾಗಿರದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಬಲವನ್ನು ಬೀರಿದಾಗ, ಮೇಲ್ಮೈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾ ಬಲವನ್ನು ಬೀರುತ್ತದೆ, ಲಂಬವಾಗಿರುವುದಿಲ್ಲ. ಇದು ದ್ರವವು ಹರಿಯುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ವಾಸ್ತವದಲ್ಲಿ, ದ್ರವವು ನಿಶ್ಚಲ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿಯೇ ಇರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ನಿಶ್ಚಲ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ದ್ರವದಲ್ಲಿ, ಬಲವು ಯಾವಾಗಲೂ ಅದು ಆಕ್ರಮಿಸಿಕೊಂಡಿರುವ ಪಾತ್ರೆಯ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಲಂಬವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ನಿಶ್ಚಲವಾಗಿರುವ ದ್ರವದ ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಮುಖ ಗುಣವೆಂದರೆ ಅದು ಯಾವಾಗಲೂ ಎಲ್ಲಾ ದಿಕ್ಕುಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಬೀರುತ್ತದೆ. ಇದನ್ನು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು, ನೀರಿನ ಪಾತ್ರೆಯಲ್ಲಿ ತೇಲುವ ವಸ್ತುವನ್ನು ಇರಿಸಿ. ನೀರು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸ್ಥಿರವಾಗಿದ್ದರೆ, ವಸ್ತುವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಅದರ ಸಂಪೂರ್ಣ ಮೇಲ್ಮೈ ಮೇಲೆ ಬೀರುವ ಒತ್ತಡವು ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ಒತ್ತಡವು ಅಸಮಾನವಾಗಿದ್ದರೆ, ನಿವ್ವಳ ಬಲವಿರುತ್ತದೆ, ಅದು ವಸ್ತುವನ್ನು ಚಲಿಸುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಒತ್ತಡದ ಮೇಲೆ ಆಳದ ಪರಿಣಾಮ

ಆಳ ಅಥವಾ ಎತ್ತರವು ದ್ರವದ ಒತ್ತಡದ ಮೇಲೆ ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ? 10 ಮೀಟರ್ ಆಳದಲ್ಲಿ ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನ ಒತ್ತಡವು 100 ಮೀಟರ್ ಆಳದಲ್ಲಿ ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆಯೇ? ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ಪಾತ್ರೆಯಲ್ಲಿನ ನೀರಿನ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸೋಣ. ದ್ರವದ ಕಾಲಮ್‌ನ ಎತ್ತರ h ಮತ್ತು ಅದರ ಅಡ್ಡ-ವಿಭಾಗದ ಪ್ರದೇಶ A. ಪಾತ್ರೆಯ ಕೆಳಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ನೀರಿನ ಒತ್ತಡ ಎಷ್ಟು?

w = ನೀರಿನ ತೂಕ, h = ಸಿಲಿಂಡರಾಕಾರದ ಪಾತ್ರೆಯಲ್ಲಿನ ನೀರಿನ ಸ್ತಂಭದ ಎತ್ತರ, A = ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ ಮತ್ತು P ಒತ್ತಡ.

ಮಾಹಿತಿ :
w = ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆ
ρ = ಸಾಂದ್ರತೆ
m = ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ
g = ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ವೇಗವರ್ಧನೆ
V = hA = ದ್ರವ ಕಾಲಮ್‌ನ ಪರಿಮಾಣ (h = ಎತ್ತರ, A = ಮೇಲ್ಮೈ ವಿಸ್ತೀರ್ಣ)

ನಾವು ಅದನ್ನು ಒತ್ತಡ ಸಮೀಕರಣಕ್ಕೆ ಸೇರಿಸಿದರೆ, ನಾವು ಪಡೆಯುತ್ತೇವೆ:

p = ρ gh → ಸಮೀಕರಣ 1 (ಮುಚ್ಚಿದ ಪಾತ್ರೆ)
p = pa + ρ gh → ಸಮೀಕರಣ 2 (ತೆರೆದ ಪಾತ್ರೆ)

ಮಾಹಿತಿ :
pa = ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡ
ρ gh = ಹೈಡ್ರೋಸ್ಟಾಟಿಕ್ ಒತ್ತಡ

ಮೇಲಿನ ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ, ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಚಿತ್ರಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ವಾಸ್ತವದಲ್ಲಿ, ನೀರನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಪಾತ್ರೆಯು ತೆರೆದಿದ್ದರೆ, ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡವು ನೀರಿನ ಮೇಲ್ಮೈ ಮೇಲೆಯೂ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಅದು ಕೆಳಮುಖವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಮೇಲಿನ ಸಮೀಕರಣದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಒತ್ತಡವು ದ್ರವದ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಆಳಕ್ಕೆ ನೇರವಾಗಿ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೋರುತ್ತದೆ (ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ವೇಗವರ್ಧನೆ ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ). ದ್ರವದ ಆಳ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ ಒತ್ತಡವೂ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ದ್ರವಗಳು ಅವುಗಳ ಮೇಲಿರುವ ದ್ರವದ ತೂಕದಿಂದಾಗಿ ಬಹುತೇಕ ಸಂಕುಚಿತಗೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ, ಆದ್ದರಿಂದ ದ್ರವದ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಎತ್ತರದ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ತುಂಬಾ ದೊಡ್ಡದಾಗಿದ್ದರೆ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ತುಂಬಾ ಆಳವಾದ ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನಲ್ಲಿ), ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಸ್ವಲ್ಪ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಎತ್ತರದ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ತುಂಬಾ ದೊಡ್ಡದಲ್ಲದಿದ್ದರೆ, ದ್ರವದ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಒಂದೇ ಆಗಿರುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದು ಅದನ್ನು ನಿರ್ಲಕ್ಷಿಸಬಹುದು.

ಮೇಲಿನ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ನಾವು ವಿಭಿನ್ನ ಆಳಗಳಲ್ಲಿನ ಒತ್ತಡ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು. ಮೇಲಿನ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ಪುನಃ ಬರೆಯಬಹುದು:

ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡ

ನಾವು ನೀರಿನೊಳಗೆ ಧುಮುಕುವಾಗ, ನಮ್ಮ ಇಡೀ ದೇಹವು ನೀರಿನಿಂದ ಆವೃತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ನಾವು ಆಳಕ್ಕೆ ಧುಮುಕಿದಾಗ, ನಮಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ವಾಸ್ತವವಾಗಿ, ಪ್ರತಿದಿನ ನಾವು ವಾತಾವರಣದಿಂದ ಆವೃತವಾಗಿರುತ್ತೇವೆ, ಅದು ನಾವು ನೀರಿನೊಳಗೆ ಇರುವಾಗ ನಮ್ಮ ದೇಹದ ಎಲ್ಲಾ ಭಾಗಗಳ ಮೇಲೆ ನಿರಂತರವಾಗಿ ಒತ್ತುವಂತೆಯೇ ಇರುತ್ತದೆ. ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನಲ್ಲಿರುವಂತೆ, ಭೂಮಿಯ ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ವಾತಾವರಣದ "ಸಮುದ್ರತಳ" ಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಬಹುದು. ವಾತಾವರಣವು ನಮ್ಮ ದೇಹದ ಎಲ್ಲಾ ಭಾಗಗಳ ಮೇಲೆ ಎಲ್ಲಾ ಸಮಯದಲ್ಲೂ ಒತ್ತುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು ನಿಜವಾಗಿದ್ದರೆ, ನಾವು ಸಮುದ್ರದ ತಳದಲ್ಲಿರುವಂತೆ ನಾವು ಅದನ್ನು ಏಕೆ ಅನುಭವಿಸುವುದಿಲ್ಲ? ನಮ್ಮ ದೇಹದ ಜೀವಕೋಶಗಳು ಆಂತರಿಕ ಒತ್ತಡವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ, ಅದು ಬಾಹ್ಯ ಒತ್ತಡದಂತೆಯೇ ಇರುತ್ತದೆ. ಅದಕ್ಕಾಗಿಯೇ ನಾವು ಈ ಒತ್ತಡದ ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಅನುಭವಿಸುವುದಿಲ್ಲ.

ಭೂಮಿಯ ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡವು ಎತ್ತರದೊಂದಿಗೆ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡವು ದ್ರವಗಳಿಗಿಂತ ಸ್ವಲ್ಪ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆಳದಲ್ಲಿನ ಸಣ್ಣ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳಿಗೆ ದ್ರವಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯು ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ದ್ರವಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಒಂದೇ ಆಗಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಭಾವಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇದು ಭೂಮಿಯ ವಾತಾವರಣದ ಸಾಂದ್ರತೆಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ. ಭೂಮಿಯ ವಾತಾವರಣದ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಎತ್ತರದೊಂದಿಗೆ ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಿಭಿನ್ನ ಎತ್ತರಗಳಲ್ಲಿ ಗಾಳಿಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ವಿಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಮೇಲೆ ಪಡೆದ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ನಾವು ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಇದಲ್ಲದೆ, ಎತ್ತರವನ್ನು ಅಳೆಯಬಹುದಾದ ಸ್ಪಷ್ಟ ವಾತಾವರಣದ ಗಡಿ ಇಲ್ಲ. ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡವು ಹವಾಮಾನದೊಂದಿಗೆ ಸಹ ಬದಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡವು ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸಲು, ನಾವು ಅಳತೆಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತೇವೆ.

ಒತ್ತಡ ಮಾಪನ

ಗೆಲಿಲಿಯೋನ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಯಾಗಿದ್ದ ಇವಾಂಜೆಲಿಸ್ಟಾ ಟೊರಿಸೆಲ್ಲಿ (1608–1647) 1643 ರಲ್ಲಿ ತನ್ನ ಪಾದರಸದ ಬ್ಯಾರೋಮೀಟರ್ ಬಳಸಿ ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಅಳೆಯುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದನು. ಬ್ಯಾರೋಮೀಟರ್ ಪಾದರಸದಿಂದ ತುಂಬಿದ ಉದ್ದವಾದ ಗಾಜಿನ ಕೊಳವೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿತ್ತು. ಪಾದರಸದಿಂದ ತುಂಬಿದ ಗಾಜಿನ ಕೊಳವೆಯನ್ನು ಪಾದರಸದಿಂದ ತುಂಬಿದ ಪಾತ್ರೆಯಲ್ಲಿ ತಲೆಕೆಳಗಾಗಿಸಲಾಯಿತು.

ಪಾದರಸವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಗಾಜಿನ ಕೊಳವೆಯನ್ನು ತಲೆಕೆಳಗಾಗಿ ತಿರುಗಿಸಿದಾಗ, ಕೊಳವೆಯ ತುದಿ ಪಾದರಸದಿಂದ ತುಂಬಿರುವುದಿಲ್ಲ, ಅದು ಪಾದರಸದ ಆವಿಯನ್ನು ಮಾತ್ರ ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಅದರ ಒತ್ತಡವು ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದು ಅದನ್ನು ನಿರ್ಲಕ್ಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (p₂ = 0). ತಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿರುವ ಪಾದರಸದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ, ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡವು ಕೆಳಮುಖವಾಗಿ ನಿರ್ದೇಶಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ (ವಾತಾವರಣವು ತಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿರುವ ಪಾದರಸದ ಮೇಲೆ ಒತ್ತುತ್ತದೆ). ಈ ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡವು ಗಾಜಿನ ಕೊಳವೆಯಲ್ಲಿರುವ ಪಾದರಸದ ಕಾಲಮ್ ಅನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತದೆ. ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ, ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡವನ್ನು p ನಿಂದ ಸಂಕೇತಿಸಲಾಗಿದೆ._o ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಬಹುದು:

ಪ _o = ρ gh

ಮಾಪನ ಫಲಿತಾಂಶಗಳ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಸಮುದ್ರ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಸರಾಸರಿ ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡವು 1,013 x 10 ⁵ N/m ² ಆಗಿದೆ . ಸಮುದ್ರ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಒತ್ತಡದ ಮತ್ತೊಂದು ಘಟಕವನ್ನು ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅವುಗಳೆಂದರೆ atm (ವಾತಾವರಣ). ಆದ್ದರಿಂದ 1 atm = 1,013 x 10 ⁵ N/m ² = 101,3 kPa (kPa = ಕಿಲೋ ಪ್ಯಾಸ್ಕಲ್). ಒತ್ತಡದ ಮತ್ತೊಂದು ಘಟಕವೆಂದರೆ ಬಾರ್ (ಹವಾಮಾನಶಾಸ್ತ್ರದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ). 1 ಬಾರ್ = 1,00 x 10 ⁵ N/m ² = 100 kPa.

ಮೇಲಿನ ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡದ ಮೌಲ್ಯವನ್ನು ಹೇಗೆ ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ?
ಮಾಪನವು ಮೇಲೆ ಟೊರಿಸೆಲ್ಲಿ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದ ತತ್ವವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಬಳಸಲಾದ ಪಾದರಸದ ಸ್ತಂಭದ ಎತ್ತರವು 76 ಸೆಂ.ಮೀ. (ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡವು ಕೇವಲ 76,0 ಸೆಂ.ಮೀ ಎತ್ತರದ ಪಾದರಸದ ಸ್ತಂಭವನ್ನು ಮಾತ್ರ ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತದೆ), ಅಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾದ ಪಾದರಸದ ತಾಪಮಾನವು ನಿಖರವಾಗಿ 0 ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ^oC ಮತ್ತು ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ವೇಗವರ್ಧನೆಯ ಪ್ರಮಾಣ 9,8 m/s ಆಗಿದೆ²ಈ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಪಾದರಸದ ಸಾಂದ್ರತೆಯು 13,6 x 10³ ಕೆಜಿ / ಮೀ³ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡ:

ಒತ್ತಡ ಮಾಪಕ

ಒತ್ತಡವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ತೆರೆದ ಕೊಳವೆಯ ಮಾನೋಮೀಟರ್ ಸೇರಿದಂತೆ ಹಲವು ಸಾಧನಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ತೆರೆದ ಕೊಳವೆಯ ಮಾನೋಮೀಟರ್‌ನಲ್ಲಿ, ಕೊಳವೆಯು U- ಆಕಾರದಲ್ಲಿರುವಾಗ, ಕೊಳವೆಯು ಭಾಗಶಃ ದ್ರವದಿಂದ (ಪಾದರಸ ಅಥವಾ ನೀರು) ತುಂಬಿರುತ್ತದೆ. ಅಳತೆ ಮಾಡಲಾದ ಒತ್ತಡವು ಕೊಳವೆಯೊಳಗೆ ಸೇರಿಸಲಾದ ದ್ರವಗಳ ಎರಡು ಎತ್ತರಗಳಲ್ಲಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. ಒತ್ತಡವನ್ನು ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ:

ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ρ gh ನ ಉತ್ಪನ್ನವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಆದರೆ ದ್ರವದ ಎತ್ತರವನ್ನು (h) ಲೆಕ್ಕಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಪಾದರಸದ ಮಿಲಿಮೀಟರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ (mm hg) ಅಥವಾ ನೀರಿನ ಮಿಲಿಮೀಟರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ (mm H ₂ O) ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. mm hg ಗೆ ಮತ್ತೊಂದು ಹೆಸರು ಟಾರ್ (ಇವಾಂಜೆಲಿಸ್ಟಾ ಟೊರಿಸೆಲ್ಲಿಯ ನೆನಪಿಗಾಗಿ).

ಮಾನೋಮೀಟರ್‌ಗಳ ಜೊತೆಗೆ, ಟೈರ್ ಒತ್ತಡದ ಮಾಪಕಗಳು ಸೇರಿದಂತೆ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಎರಡೂ ರೀತಿಯ ಅನೆರಾಯ್ಡ್ ಬ್ಯಾರೋಮೀಟರ್‌ಗಳಂತಹ ಇತರ ಅಳತೆ ಉಪಕರಣಗಳು ಸಹ ಇವೆ. ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಅಳೆಯಲು ಟೊರಿಸೆಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಉಪಕರಣವನ್ನು ಪಾದರಸ ಬ್ಯಾರೋಮೀಟರ್ ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ, ಅಲ್ಲಿ ಗಾಜಿನ ಕೊಳವೆಯಲ್ಲಿ ಪಾದರಸವನ್ನು ತುಂಬಿಸಿ ನಂತರ ಪಾದರಸವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ತಟ್ಟೆಯೊಳಗೆ ತಿರುಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ರೇಟೆಡ್ ಒತ್ತಡ, ಗೇಜ್ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಸಂಪೂರ್ಣ ಒತ್ತಡ

ವಾಹನಗಳ ಟೈರ್‌ಗಳಿಗೆ ಗಾಳಿ ತುಂಬಿಸುವಾಗ, ಗಾಳಿಯ ಒತ್ತಡದ ಮಾಪಕವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಟೈರ್ ಒತ್ತಡವು ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆ ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚು ಇರದಂತೆ ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಟೈರ್‌ಗಳಿಗೆ ಗಾಳಿ ತುಂಬುವಾಗ, ಟೈರ್‌ನೊಳಗಿನ ಗಾಳಿಯ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಮಾತ್ರ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಗಣನೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ. ಟೈರ್ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಅಳೆಯುವಾಗ ಮಾತ್ರವಲ್ಲದೆ, ಇತರ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡ ಮಾಪನಗಳಲ್ಲಿಯೂ ಸಹ, ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಅಳೆಯಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಈ ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ ಒತ್ತಡ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹಾಗಾದರೆ, ಇದು ಮತ್ತು ಸಂಪೂರ್ಣ ಒತ್ತಡದ ನಡುವಿನ ವ್ಯತ್ಯಾಸವೇನು?

ಸಂಪೂರ್ಣ ಒತ್ತಡ = ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡ + ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ ಒತ್ತಡ. ಆದ್ದರಿಂದ ಸಂಪೂರ್ಣ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಪಡೆಯಲು, ನಾವು ಅಳತೆ ಮಾಡಿದ ಒತ್ತಡವನ್ನು ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಸೇರಿಸುತ್ತೇವೆ. ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಸಂಪೂರ್ಣ ಒತ್ತಡ = ಒಟ್ಟು ಒತ್ತಡ. ಗಣಿತದ ಪ್ರಕಾರ, ಇದನ್ನು ಹೀಗೆ ಬರೆಯಬಹುದು:

p = pa + p ಅಳತೆ

ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ನಾವು ಅಳೆಯುವ ಟೈರ್ ಒತ್ತಡ = 100 kPa ಆಗಿದ್ದರೆ, ಆಗ ಸಂಪೂರ್ಣ ಒತ್ತಡವು:
p = pa + p ಅಳತೆ
p = 101 kPa + 100 kPa
p = 201 kPa
ಸಂಪೂರ್ಣ ಒತ್ತಡ = 201 kPa.

ಇನ್ನೊಂದು ಪದವಿದೆ: ಗೇಜ್ ಒತ್ತಡ, ಇದನ್ನು ಗೇಜ್ ಒತ್ತಡ ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ. ಗೇಜ್ ಒತ್ತಡ ಎಂದರೆ ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಮೋಟಾರ್ ಸೈಕಲ್ ಟೈರ್ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ. ಮೋಟಾರ್ ಸೈಕಲ್ ಟೈರ್ ಗಾಳಿ ತುಂಬಿದಾಗ, ಟೈರ್ ಒಳಗಿನ ಒತ್ತಡವು ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ (ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡ = 1,01 x 105 Pa = 101 kPa). ಟೈರ್ ಗಾಳಿಯಿಂದ ತುಂಬಿದಾಗ, ಟೈರ್ ಒತ್ತಡವು ಸ್ವಾಭಾವಿಕವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಟೈರ್ ಒತ್ತಡವು 101 kPa ಮೀರಿದಾಗ, ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಗೇಜ್ ಒತ್ತಡ ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ.

ದ್ರವ ಒತ್ತಡದ ಉದಾಹರಣೆ ಪ್ರಶ್ನೆಗಳು

ಉದಾಹರಣೆ ಪ್ರಶ್ನೆ 1:

ಒಂದು ಜಲಾಂತರ್ಗಾಮಿ ನೌಕೆ 200 ಮೀಟರ್ ಆಳಕ್ಕೆ ಧುಮುಕುತ್ತದೆ. ಜಲಾಂತರ್ಗಾಮಿ ಅನುಭವಿಸುವ ಒತ್ತಡ ಎಷ್ಟು?
ಡೈವ್? g = 10 ಮೀ/ಸೆ²
ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ:
ಆಳ (ಗಂ) = 200 ಮೀ
ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನ ಸಾಂದ್ರತೆ (ρ) = 1,03 x 10³ ಕೆಜಿ / ಮೀ³ = 1030 ಕೆಜಿ/ಮೀ³ (ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಕೋಷ್ಟಕವನ್ನು ನೋಡಿ)
ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡ (pa) = 1 ವಾತಾವರಣ = 1 x 10⁵ ಎನ್ / ಮೀ² = 1 X 10⁵ (ಕೆಜಿ ಮೀ/ಸೆಕೆಂಡ್²)/ಮೀ² = 1 X 10⁵ ಕೆಜಿ/ಮಿಸೆಂ²
ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ವೇಗವರ್ಧನೆ (g) = 10 ಮೀ/ಸೆಕೆಂಡ್²
ಕೇಳಲಾಗಿದೆ: ಒತ್ತಡ
ಉತ್ತರ :

ಪಾತ್ರೆಯು ತೆರೆದಿರುವುದರಿಂದ ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದಲ್ಲಿ ಸೇರಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ.

ಉದಾಹರಣೆ ಪ್ರಶ್ನೆ 2:

10 ಮೀಟರ್ ಎತ್ತರದ ನೀರಿನ ಜಲಾಶಯವು ನೀರಿನಿಂದ ತುಂಬಿರುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ಜಲಾಶಯದ ಮೇಲ್ಮೈ
ಮುಚ್ಚಲಾಗಿದೆ, ಪಾತ್ರೆಯ ಕೆಳಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ನೀರಿನ ಒತ್ತಡ ಎಷ್ಟು? g = 10 m/s²
ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ:
ಎತ್ತರ (ಗಂ) = 10 ಮೀ
ನೀರಿನ ಸಾಂದ್ರತೆ (ρ) = 1,00 x 10³ ಕೆಜಿ / ಮೀ³ = 1000 ಕೆಜಿ/ಮೀ³
ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡ (pa) = 1 ವಾತಾವರಣ = 1 x 10⁵ ಎನ್ / ಮೀ² = 1 X 10⁵ (ಕೆಜಿ ಮೀ/ಸೆಕೆಂಡ್²) / ಮೀ² = 1 X 10⁵ ಕೆಜಿ/ಮಿಸೆಂ²
ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ವೇಗವರ್ಧನೆ (g) = 10 ಮೀ/ಸೆಕೆಂಡ್²
ಕೇಳಲಾಗಿದೆ: ಒತ್ತಡ
ಉತ್ತರ :

ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದಲ್ಲಿ ಸೇರಿಸಲಾಗಿಲ್ಲವಾದ್ದರಿಂದ ಪಾತ್ರೆಯನ್ನು ಮುಚ್ಚಲಾಗಿದೆ.

ಉದಾಹರಣೆ ಪ್ರಶ್ನೆ 3:

ನೀರಿನ ಸ್ತಂಭದ ಎತ್ತರ (ಬಲ) = 50 ಸೆಂ.ಮೀ., ಆದರೆ ಇನ್ನೊಂದು ದ್ರವ ಸ್ತಂಭದ ಎತ್ತರ (ಎಡ) = 30 ಸೆಂ.ಮೀ. ಇನ್ನೊಂದು ದ್ರವದ ಸಾಂದ್ರತೆ ಎಷ್ಟು?

ಚರ್ಚೆ
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ:
ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ವೇಗವರ್ಧನೆ (g) = 10 ಮೀ/ಸೆಕೆಂಡ್²
ನೀರಿನ ಮಟ್ಟ (ಗಂ₁) = 50 ಸೆಂ.ಮೀ.
ನೀರಿನ ಸಾಂದ್ರತೆ (ρ₁) = 1,00 x 10³ ಕೆಜಿ / ಮೀ³ = 1000 ಕೆಜಿ/ಮೀ³
ಇತರ ದ್ರವದ ಎತ್ತರ (ಗಂ₂) = 30 ಸೆಂ.ಮೀ.
ಇತರ ದ್ರವಗಳ ಸಾಂದ್ರತೆ (ρ₂) =?

pa + ρ ₁ gh ₁ = pa + ρ ₂ gh ₂

ವಾತಾವರಣದ ಒತ್ತಡ (Pa) ಮತ್ತು ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ವೇಗವರ್ಧನೆ (g) ಒಂದೇ ಆಗಿರುವುದರಿಂದ ಅವು ರದ್ದಾಗುತ್ತವೆ.

ಉದಾಹರಣೆ ಪ್ರಶ್ನೆ 4:

ಗಾಜಿನ ಕೊಳವೆಯೊಳಗೆ 10 ಸೆಂ.ಮೀ ಎತ್ತರದ ದ್ರವವಿದೆ. ಕೊಳವೆಯ ಕೆಳಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ನೀರಿನ ಒತ್ತಡ 1200 N/m ಆಗಿದೆ.²g = 10 m/s ಆಗಿದ್ದರೆ². ಗಾಳಿಯ ಒತ್ತಡವನ್ನು ನಿರ್ಲಕ್ಷಿಸಿ. ದ್ರವದ ಸಾಂದ್ರತೆ ಎಷ್ಟು?
ಎ. 800 ಕೆಜಿ/ಮೀ³
ಬಿ. 900 ಕೆಜಿ/ಮೀ³
ಸಿ. 1000 ಕೆಜಿ/ಮೀ³
ಡಿ. 1200 ಕೆಜಿ/ಮೀ³
ಇ. 1300 ಕೆಜಿ/ಮೀ³
ಚರ್ಚೆ :
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ :
ಕೆಟಿಂಗ್ಜಿಯನ್ ದ್ರವ (h) = 10 ಸೆಂ.ಮೀ = 0,1 ಮೀಟರ್
ನೀರಿನ ಒತ್ತಡ (ಪಿ) ಕೊಳವೆಯ ತಳದಲ್ಲಿ = 1200 N/m²
ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ವೇಗವರ್ಧನೆ (ಗ್ರಾಂ) = 10 ಮೀ/ಸೆ²
ಕೇಳಲಾಗಿದೆ :
ಸಾಂದ್ರತೆ ದ್ರವ?
ಜವಾಬ್ :

ಸಾಂದ್ರತೆ ದ್ರವವು 1200 ಕೆಜಿ/ಮೀ.³.
ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಡಿ.

ಉದಾಹರಣೆ ಪ್ರಶ್ನೆ 5:

ಸಂಪರ್ಕಿತ ನಾಳಗಳಲ್ಲಿ ಪಾದರಸದ ಮೇಲ್ಮೈ ವ್ಯತ್ಯಾಸವು 3 ಸೆಂ.ಮೀ. ಇರುತ್ತದೆ. ಪಾದರಸದ ಸಾಂದ್ರತೆ = 13,6 ಗ್ರಾಂ/ಸೆಂ.ಮೀ.³. ಎಡಭಾಗದಲ್ಲಿರುವ ಕೊಳವೆಯಲ್ಲಿರುವ ದ್ರವದ ಎತ್ತರ 10 ಸೆಂ.ಮೀ. ದ್ರವದ ಸಾಂದ್ರತೆ ಎಷ್ಟು?
ಎ. 800 ಕೆಜಿ/ಮೀ³
ಬಿ. 1030 ಕೆಜಿ/ಮೀ³
ಸಿ. 1080 ಕೆಜಿ/ಮೀ³
ಡಿ. 1300 ಕೆಜಿ/ಮೀ³
ಇ. 1360 ಕೆಜಿ/ಮೀ³

ಚರ್ಚೆ :
ಇದು ತಿಳಿದಿದೆ :
ಬುಧದ ಎತ್ತರ (h) = 3 ಸೆಂ.ಮೀ = 0,03 ಮೀ
ಪಾದರಸದ ಸಾಂದ್ರತೆ = 13,6 ಗ್ರಾಂ/ಸೆಂ.ಮೀ.³ = 13600 ಕೆಜಿ/ಮೀ³
ದ್ರವದ ಎತ್ತರ (h) = 10 ಸೆಂ.ಮೀ. = 0,1 ಮೀ.
ಕೇಳಲಾಗಿದೆ :
ಸಾಂದ್ರತೆ ದ್ರವ?
ಉತ್ತರ :
Sistem berada dalam keadaan setimbang statis karenanya tekanan zat cair (tabung kiri) = tekanan raksa (tabung kanan)
P_ಗಾಳಿ + ಪಿ_ದ್ರವ = ಪಿ_ಗಾಳಿ + ಪಿ_{ಪಾದರಸ}
ಗಾಳಿಯ ಒತ್ತಡ ಒಂದೇ ಆಗಿರುವುದರಿಂದ ಅದನ್ನು ಸಮೀಕರಣದಿಂದ ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗಿದೆ.

ಪಿ _ದ್ರವ = ಪಿ _ಗಾಳಿ

ಸರಿಯಾದ ಉತ್ತರ ಸಿ.